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Patent Searching and Data


Title:
DRIVE DEVICE FOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/063774
Kind Code:
A1
Abstract:
A drive device for a vehicle has an electric motor (30) having a motor case (3), a rotating shaft (1), a rotor (6) mounted on the rotating shaft, and a stator (7); a removable case (12) removably mounted on the motor case and allowing outside air to enter and exit from the removable case; a mounting plate (13) provided in the removable case and elastically supported by a vibration damping member (11); a control device (16) mounted on the mounting plate and supplying electric power to the electric motor; and a heat sink (15) mounted on the mounting plate and cooling the control device.

Inventors:
KOYAMA TAIHEI (JP)
NODA SHINICHI (JP)
HASEBE TOSHIO (JP)
AOYAMA IKUYA (JP)
SHIRAISHI SHIGETOMO (JP)
NAKAZAWA YOSUKE (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/070048
Publication Date:
May 22, 2009
Filing Date:
November 04, 2008
Export Citation:
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Assignee:
TOSHIBA KK (JP)
KOYAMA TAIHEI (JP)
NODA SHINICHI (JP)
HASEBE TOSHIO (JP)
AOYAMA IKUYA (JP)
SHIRAISHI SHIGETOMO (JP)
NAKAZAWA YOSUKE (JP)
International Classes:
H02K11/00; H02K5/04; H02K5/20; H02K9/02; B61C17/00
Foreign References:
JP2004197714A2004-07-15
JP2006014452A2006-01-12
JP2004215348A2004-07-29
JPH0630547A1994-02-04
JP2007049841A2007-02-22
JPH03270659A1991-12-02
Attorney, Agent or Firm:
SUZUYE, Takehiko et al. (1-12-9 Toranomo, Minato-ku Tokyo 01, JP)
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Claims:
 モータケースと、前記モータケースに回転自在に支持されているとともに、前記モータケースの外側に突出した端部を有する回転軸と、前記モータケース内で前記回転軸に設けられたロータと、前記モータケース内に設けられたステータと、を有する電動機と、
 前記モータケースに脱着可能に取付けられ、外気の流入、流出が可能な着脱ケースと、
 前記着脱ケース内に設けられ、防振部材によって弾性的に支持された取付け板と、
 前記取付け板に設けられ、前記電動機に電力を供給する制御装置と、
 前記取付け板に設けられ前記制御装置を冷却するヒートシンクと、
 を備えた車両用の駆動装置。
 前記モータケースの外方で前記回転軸の端部に取り付けられ、前記回転軸と一体に回転可能な冷却ファンと、前記モータケースに形成され前記冷却ファンと対向した排気口と、を備え、
 前記着脱ケースは、前記冷却ファンと対向して前記モータケースに取付けられ、
 前記着脱ケースは、吸気口と、前記冷却ファンにより前記吸気口から着脱ケース内に吸い込まれ前記制御装置およびヒートシンクの周囲を流れた冷却風を前記冷却ファンに導く通風孔と、を有している請求項1に記載の車両用の駆動装置。
 前記モータケース内で前記回転軸に取り付けられ、前記回転軸と一体に回転可能な冷却ファンと、前記モータケースに形成され、冷却風を吸い込むモータ通風孔と、前記モータケースに形成され前記冷却ファンと対向した排気口と、を備え、
 前記着脱ケースは、前記モータ通風孔に対向して前記モータケースに取付けられ、
 前記着脱ケースは、吸気口と、前記冷却ファンにより前記吸気口から着脱ケース内に吸い込まれ前記制御装置およびヒートシンクの周囲を流れた冷却風を前記モータ通気孔に導く通風孔と、を有している請求項1に記載の車両用の駆動装置。
 前記モータケースの外方で前記回転軸の端部に取り付けられ前記脱着ケース内に配置され、前記回転軸と一体に回転可能な冷却ファンを備え、
 前記着脱ケースは、吸気口と、前記冷却ファンにより前記吸気口から着脱ケース内に吸い込まれ前記制御装置およびヒートシンクの周囲を流れた冷却風を排気する排気口と、を有している請求項1に記載の車両用の駆動装置。
 前記ヒートシンクは、前記取付け板に取り付けられ前記冷却ファンの径方向内側に設けられた複数の放熱フィンを有している請求項4に記載の車両用の駆動装置。
 前記取付け板は、前記回転軸と同軸的に配設され、前記制御装置は前記取付け板の一方の表面上に載置され、前記ヒートシンクは、前記取付け板の他方の表面上に固定された複数の放熱フィンを有している請求項2ないし4のいずれか1項に記載の車両用の駆動装置。
 前記放熱フィンは、前記モータケースの前記通気孔に対して放射状に延びている請求項6に記載の車両用の駆動装置。
 前記放熱フィンは、前記取り付け板の直径と平行な方向に沿って延びている請求項6に記載の車両用の駆動装置。
 前記取付け板は、冷却風が流れる通風孔を有している請求項6に記載の車両用の駆動装置。
 前記取付け板は、その外周縁と前記脱着ケース内面との間に設けられた複数の防振部材により支持されている請求項6に記載の車両用の駆動装置。
 前記取付け板は、前記回転軸と平行な方向に延び、前記制御装置は前記取付け板の一方の表面上に載置され、前記ヒートシンクは、前記取付け板の他方の表面上に固定された複数の放熱フィンを有している請求項2に記載の車両用の駆動装置。
 前記着脱ケースに接続され、前記着脱ケース内に冷却風を導く吸気ダクトを備えている請求項1に記載の車両用の駆動装置。
 前記モータケースは、前記着脱ケースと対向して位置し冷却風を吸い込むモータ通風孔と、冷却風を排気する排気口と、を有し、前記着脱ケースは、前記モータ通風孔に対向して前記モータケースに取付けられ、前記着脱ケースは、前記吸気ダクトから着脱ケース内に導かれ前記制御装置およびヒートシンクの周囲を流れた冷却風を前記モータ通気孔に導く通風孔を有している請求項12に記載の車両用の駆動装置。
 前記制御装置は、前記取付け板の一方の表面に設けられ、前記ヒートシンクは、前記取付け板の他方の表面に設けられ前記制御装置と取付け板を挟んで対向した複数の放熱フィンを有している請求項13に記載の車両用の駆動装置。
Description:
車両用の駆動装置

 本発明は、電動機とこの電動機を制御す 制御装置とを備えた車両用の駆動装置に関 る。

 車両用駆動装置、例えば、鉄道車両用の 動装置は、車輪の近傍で台車内にそれぞれ 置された複数の主電動機と、これらの主電 機を駆動する制御装置と、を備えている。 来、主電動機として使用されている誘導電 機では、一台の制御装置で複数台の主電動 を駆動するため、制御装置は、車両の床下 設置され、配線により各主電動機に接続さ ている。

 近年、磁石の高性能化や磁束密度を向上 せる技術の進歩により、主電動機として永 磁石同期電動機が適用されるようになって た。この場合、主電動機と、電力を供給す 制御装置とは1:1に対応する。そのため、制 装置は、車両の床下に設置する必要はなく 各主電動機の近傍に設置、または主電動機 一体型にすることが可能となる。主電動機 制御装置とを一体型にすると以下のような 々なメリットが生じる。

 一つ目として、従来の主電動機と制御装 とはケーブルで接続されている。両者が近 して配置されると配線距離が短くなり、ま は配線が不要となることからコスト低減を ることができる。また、配線ノイズが発生 ないため、信号線へのノイズの影響がなく る。

 二つ目として、主電動機と制御装置とが1:1 個別対応しているため、制御装置を小型に ることができ、主電動機と制御装置を含め トータルコストが低減する。 
 三つ目として、制御装置の占有していた車 の床下スペースが空くことから、この部分 の他の電源装置の設置や2階建て車両の設置 など有効に利用できる。 
 しかし、主電動機および制御装置を寸法制 の多い台車内に収めるには、これらを小型 することが必要となる。主電動機、制御装 ともに熱を発生するため、許容温度を越え いように十分に冷却しなければならない。

 電動機と制御装置が一体的に設けられた 動装置としては、例えば特開2007-37262号公報 に開示された装置があげられる。この装置に よれば、ロータに設けられたファンの回転に より冷却風を外部から装置内に吸引し、吸引 された風がインバータのスイッチング素子の 周囲を通過するときに熱を奪い、その後、風 を装置外部に排気する構成となっている。

 しかしながら、上述した従来の電機車駆動 置では、次のような解決すべき課題が存在 る。 
 車両の床下に制御装置が設置されている場 、列車の走行による振動は、台車と車両の に設けられた空気ばねで減衰するため、制 装置に過大な振動は伝播しなかった。しか 、制御装置を台車内に設置した場合、空気 ねでの防振ができないため、制御装置が台 や主電動機からの振動を直接受けてしまう 主電動機は台車の振動に耐えるように設計 れているため問題ないが、現状の制御装置 十分な防振がされていないため、故障して まう可能性がある。制御装置と主電動機を 体的に設けた場合、主電動機から制御装置 熱が伝導し、制御装置内の温度が上昇し、 容温度を越えてしまう可能性がある。

 この発明は、上記の課題を解決させるた になされたもので、その目的は、主電動機 制御装置を一体にした場合でも、制御装置 加わる振動を抑制し、かつ、制御装置の温 を許容値以下に維持することが可能な車両 の駆動装置を提供することにある。

 この発明の態様に係る車両用の駆動装置 、モータケースと、前記モータケースに回 自在に支持されているとともに、前記モー ケースの外側に突出した端部を有する回転 と、前記モータケース内で前記回転軸に設 られたロータと、前記モータケース内に設 られたステータと、を有する電動機と、前 モータケースに脱着可能に取付けられ、外 の流入、流出が可能な着脱ケースと、前記 脱ケース内に設けられ、防振部材によって 性的に支持された取付け板と、前記取付け に設けられ、前記電動機に電力を供給する 御装置と、前記取付け板に設けられ前記制 装置を冷却するヒートシンクと、を備えて る。

図1は、本発明の第1の実施形態に係る 機車駆動装置の縦断面図。 図2は、図1の線A1-A1に沿った電機車駆動 装置の断面図。 図3は、図1の線B1-B1に沿った電機車駆動 装置の断面図。 図4は、本発明の第2の実施形態に係る 機車駆動装置の縦断面図。 図5は、図4の線A2-A2に沿った電機車駆動 装置の断面図。 図6は、図4の線B2-B2に沿った電機車駆動 装置の断面図。 図7は、本発明の第3の実施形態に係る 機車駆動装置の縦断面図。 図8は、図7の線A3-A3に沿った電機車駆動 装置の断面図。 図9は、図7の線B3-B3に沿った電機車駆動 装置の断面図。 図10は、本発明の第4の実施形態に係る 電機車駆動装置の縦断面図。 図11は、図10の線A4-A4に沿った電機車駆 動装置の断面図。 図12は、図10の線B4-B4に沿った電機車駆 動装置の断面図。 図13は、本発明の第5の実施形態に係る 電機車駆動装置の縦断面図。 図14は、図1の線A5-A5に沿った電機車駆 装置の断面図。 図15は、本発明の第6の実施形態に係る 電機車駆動装置の縦断面図。 図16は、図15の線A6-A6に沿った電機車駆 動装置の断面図。 図17は、図15の線B6-B6に沿った電機車駆 動装置の断面図。 図18は、本発明の第7の実施形態に係る 電機車駆動装置の縦断面図。 図19は、図18の線A7-A7に沿った電機車駆 動装置の断面図。 図20は、図18の線B7-B7に沿った電機車駆 動装置の断面図。 図21は、電機車駆動装置を備えた車両 示す側面図。

 以下、図面を参照しながら、この発明の 施形態に係る車両用駆動装置について詳細 説明する。

 始めに、この発明の実施形態に係る電機 駆動装置を備えた鉄道車両について説明す 。図21は鉄道車両を概略的に示している。 の鉄道車両は、それぞれ車輪50が設けられた 一対の台車フレーム52と、台車フレーム上に 気ばね54を介して支持された車両55と、を備 えている。各台車フレーム52上で車輪50の近 には電機車駆動装置56が載置されている。電 機車駆動装置56は、後述するように、電動機 この電動機に取り付けられた制御装置とを 体に備えている。電機車駆動装置56は、図 しないギアボックスおよびカップリングを して車輪50に接続され、回転力を車輪50に伝 する。車輪50は図示しないレール上に載置 れている。車輪50、台車フレーム52、空気ば 54で構成される構造を総称して台車と呼ぶ

 車両55の天井側にはパンタグラフ57が設け られ、このパンダグラフは架線58と接触して る。架線58からパンタグラフ57に供給された 電力は、図示しない他の機器を通過し、制御 装置に供給される。電力は制御装置により直 流から交流に変換され、図示しない配線を通 して、各電動機に供給される。電動機は供給 された電力により稼動し、ギアボックスとカ ップリングを介して車輪50を回転させ、これ より、車両55はレール上を走行する。

 次に、実施形態に係る電機車駆動装置につ て説明する。 
(第1の実施形態) 
 図1は、第1の実施形態に係る電機車駆動装 の縦断面図、図2は、図1に示した電機車駆動 装置の線A1-A1に沿った断面図、図3は図1に示 た電機車駆動装置の線B1-B1に沿った断面図で ある。

 図1ないし図3示すように、電機車駆動装 は、電動機30および電動機の一端部外側に脱 着可能に取り付けられた制御装置ユニット32 、を一体的に備えている。

 図1に示すように、電動機30は、両端が閉 したほぼ円筒状のモータケース3と、モータ ケースをほぼ同軸的に貫通して設けられた回 転軸1とを備えている。回転軸1の両端部は、 れぞれ軸受2により、モータケース3に対し 回転自在に支持されているとともに、これ の両端部は、モータケースから外方に突出 ている。回転軸1の一方の端部は、図示しな カップリング、ギアボックス等を介して車 50に駆動力を出力する出力端を構成してい 。

 モータケース3内において、回転軸1の軸 向中央部に、円筒状のロータ鉄心6が固定さ ている。ロータ鉄心6は、一対のロータ鉄心 押さえ34により、軸方向両側面から挟まれる うに支持されている。ロータ鉄心6およびロ ータ鉄心押さえ34には、両者を軸方向に貫通 るロータダクト5が複数個形成されている。

 ロータ鉄心6の外周側にはエアギャップ( 隙)を介して、積層鉄心で形成された円筒状 ステータ7が設けられている。ステータ7は モータケース3の内周面に固定されている。 テータ7の内周部には、軸方向に延びた複数 の溝が形成され、これらの溝にステータコイ ル4が埋め込まれている。ステータコイル4の イルエンドはステータ7の両側面から軸方向 に張り出している。

 モータケース3の外面には、電動機30を台 フレーム52に取り付けるための図示しない 数の台座、および他の機器と接続するため 取付け座が設けられている。また、モータ ース3は、その他端部から延出した円筒状の 付けリム36を一体に有している。取付けリ 36は、回転軸1と同軸的に形成されていると もに、モータケース3の周壁と面一に延びて る。この取付けリム36とモータケース3の端 とにより、後述する冷却ファンが収容され 凹所37が形成されている。

 回転軸1の反負荷側端部には、冷却ファン として、外扇ファン8が取り付けられている この外扇ファン8は、一般にラジアルファン 呼ばれ、回転軸1の両回転方向に対応できる ように形成されている。すなわち、外扇ファ ン8は円盤状のファンベースを有し、このフ ンベースは回転軸1に同芯状に固定され回転 と一体的に回転される。ファンベースには 複数の板状の羽根8aが設けられ、それぞれ 転軸1を中心として半径方向に延びていると もに円周方向に等間隔を置いて位置してい 。

 外扇ファン8は、モータケース3の凹所37内 に位置している。外扇ファン8の羽根8aは取付 けリム36と対向している。そして、取付けリ 36には、外扇ファン8と対向して複数の排気 9が形成され、円周方向に沿って離間して設 けられている。

 図1に示すように、制御装置ユニット32は 電動機30の取付けリム36に取り付けられ、電 動機の他端部、つまり、外扇ファン8と対向 て位置している。制御装置ユニット32は、円 柱形状に形成された着脱ケース12を有してい 。この着脱ケース12は、円筒状の周壁12a、 壁の一方の開口を閉塞した円盤状の第1端壁1 2b、および周壁の他方の開口を閉塞した円盤 の第2端壁12cを一体に有している。

 着脱ケース12は、第1端壁12bの周縁部をモ タケース3の取付けリム36に複数の接続ボル 10でボルト止めすることにより、モータケ スに脱着可能に取り付けられている。第1端 12bはモータケース3の凹所37を塞ぐように取 付けられ、外扇ファン8と対向している。着 脱ケース12の周壁12aは、取付けリム36とほぼ 一に並んで延びている。

 図1ないし図3に示すように、電動機30側に 位置した着脱ケース12の第1端壁12bの中央には 円形の通風孔14が形成され、第2端壁12cには外 気を導入するための複数の吸気口17が形成さ ている。吸気口17の形状は自由に設定する とができる。

 着脱ケース12内には円盤状の取付け板13が 配設されている。取付け板13は第1および第2 壁12b、12cよりも僅かに小さい径に形成され 第1および第2端壁の間にこれらの端壁と対向 して配置されている。取付け板13は、この取 け板の外周縁と着脱ケース12の内周面との にそれぞれ配設された複数の防振部材、例 ば、コイルばね11により、着脱ケース12内に 性的に支持されている。これにより、取付 板13は、回転軸1とほぼ同軸的に配置されて る。

 各コイルばね11は、その一端が着脱ケー 12の周壁12a内面に固定され、他端が取付け板 13の外周縁に固定されている。コイルばね11 、取付け板13の円周方向に沿って互いに間隔 を置いて複数設けられ、特に、取付け板の下 側の領域では、上側に比較して短い間隔で複 数個設けられている。

 防振部材は、取付け板13を防振できるも であれば良く、コイルばねに限らず、例え 、ゴム材、樹脂材、ワイヤーロープ防振材 ど、所望の防振を可能にする材料を用いる とができる。

 取付け板13の電動機30と反対側の面、つま り、着脱ケース12の第2端壁12cと対向する面に は、電動機30に電力を供給するとともに電動 の動作を制御する複数の制御装置16が載置 れている。各制御装置16は矩形箱状に形成さ れ、ここでは取付け板13の上下2箇所に設置さ れている。制御装置16の設置個数は自由に選 でき、配置も上下以外に左右でもよい。

 取付け板13の電動機30と対向した面には、 ヒートシンクとして機能する、それぞれ薄い 矩形板状に形成された複数の放熱フィン15が けられている。これらの放熱フィン15は、 1端壁12bに形成された通風孔14に対して放射 向に延びているとともに、円周方向に沿っ 互いに等間隔離間して設けられている。放 フィン15の寸法や設置方向は自由に設定でき 、所望の冷却性能が得られるように取り付け られる。

 上記のように構成された電機車駆動装置56 作用について説明する。 
 電動機30の運転稼動時、電動機により回転 1が回転されると、これと一体に外扇ファン8 が回転される。すると、外気(冷却風)が着脱 ース12に形成された吸気口17から着脱ケース 12内に吸込まれ、制御装置16を冷却した後、 脱ケース12と取付け板13との隙間を通り、放 フィン15の方向へ流れる。放熱フィン15間を 通過した冷却風は通風孔14を通り、外扇ファ 8で半径方向に吹き出し、排気口9から外部 排気される。また、制御装置16で発生した熱 は、取付け板13を介して放熱フィン15に伝導 、拡散していく。

 車両55の走行時、振動が車輪50から台車フレ ーム52に伝播する。台車フレーム52に載置さ ている電動機30が共に振動することで、着脱 ケース12が振動する。振動は着脱ケース12か コイルばね11を介して取付け板13に伝播し、 付け板13に設置された制御装置16に到達する 。 
 これらの振動伝播、冷却風の流れ、熱の拡 は、各制御装置16の個数や配置、放熱フィ 15の形状、吸気口形状を自由に設定しても、 ほぼ同様の作用となる。

 上記の作用により、車輪50から台車フレ ム52、電動機30に伝播した振動は、コイルば 11で十分に減衰し、制御装置16に到達する。 したがって、制御装置16に伝わる振動を十分 低減することができ、制御装置16を電動機30 と一体にした構成としても、振動に起因する 制御装置の不具合を防止することができる。

 外扇ファン8の回転に伴う吸引力で着脱ケ ース12内を冷却風が流れ、放熱フィン15間を 過する際に制御装置16から発生した熱を奪い 、外部に排気される。つまり、制御装置16を 制空冷することができ、冷却効率を高める とで制御装置を許容温度以下に維持するこ ができる。

 一般的に電動機30よりも制御装置16のほう が耐用年数が短いため、制御装置16だけを交 することになるが、その場合にも、着脱ケ ス12に設けられた接続ボルト10をはずすだけ で制御装置ユニット32を容易に交換すること きる。これにより、電機車駆動装置のメン ナンス性が向上する。

 以上により、制御装置と電動機を一体型 した場合にでも、制御装置に加わる振動を 制し、かつ、制御装置の温度を許容値以下 維持することが可能な車両用駆動装置が得 れる。

(第2の実施形態) 
 次に、この発明の第2の実施形態に係る電機 車駆動装置について説明する。 
 図4は、第2の実施形態に係る電機車駆動装 の縦断面図、図5は、図4に示した電機車駆動 装置の線A2-A2に沿った断面図、図6は図4に示 た電機車駆動装置の線B2-B2に沿った断面図で ある。図中、第1の実施形態と同一の要素に 同一の参照符号を付してその詳細な説明を 略する。

 図4ないし図6に示すように、制御装置ユ ット32の取付け板13の中央部に通風孔18が形 されている。取付け板13の電動機30と反対側 面、つまり、着脱ケース12の第2端壁12cと対 する面には、電動機30に電力を供給すると もに電動機の動作を制御する複数の制御装 16が載置されている。取付け板13の電動機30 対向した面には、それぞれ薄い矩形板状に 成された複数の放熱フィン15が設けられてい る。放熱フィン15は、取付け板13の直径と平 な方向に沿って、ここでは、垂直方向に沿 て互いに平行に延びている。両端部の放熱 ィン15は垂直方向に延設され、通風孔18の両 に位置しているとともに仕切り板19を構成 ている。上部、下部に設けられた放熱フィ 15は、それぞれ一つの部品として構成され、 仕切り板19間に設けられている。

 また、着脱ケース12の第1端壁12bには、上 、下部の2箇所に矩形状の通風孔14が形成さ 、それぞれ放熱フィン15と対向している。 2の実施形態において、制御装置16を上部、 部の2箇所に限らず、3箇所以上に設置しても よく、その個数によって、放熱フィンの取付 け構成を変更できる。第2の実施形態におい 、他の構成は第1の実施形態と同一である。

 第2の実施形態に係る電機車駆動装置56によ ば、吸気口17から着脱ケース12内に流入した 冷却風は、着脱ケース12と取付け板13との隙 に向かう流れと、通風孔18に向かう流れとに 分流する。着脱ケース12と取付け板13との隙 を通過した流れは、仕切り板19の外部を流れ 、通風孔14に向かう。通風孔18を通過した流 は、仕切り板19間を上下に分流し、放熱フィ ン15間を通過した後、通風孔14に向かう。通 孔14を通過した風は、外扇ファン8により排 口9から外部に排気される。 
 上記以外の作用は、防振作用を含め、第1の 実施形態と同様である。

 第2の実施形態に係る電機車駆動装置にお いても、前述した第1の実施形態と同様の作 効果を得ることができる。更に、第2の実施 態によれば、取付け板13の通風孔18を通過し た冷却風が、集中的に放熱フィン15間を通過 るため、制御装置16で発生した熱を効率よ 放熱でき、制御装置16の冷却性能を向上させ ることができる。

(第3の実施形態) 
 次に、この発明の第3の実施形態に係る電機 車駆動装置について説明する。 
 図7は、第3の実施形態に係る電機車駆動装 の縦断面図、図8は、図7に示した電機車駆動 装置の線A3-A3に沿った断面図、図9は図7に示 た電機車駆動装置の線B3-B3に沿った断面図で ある。図中、第1の実施形態と同一の要素に 同一の参照符号を付してその詳細な説明を 略する。

 図4ないし図6に示すように、モータケー 3内においてロータ鉄心6の負荷側に、回転軸 1と一体的に回転できるように固定された内 ファン20が設けられている。内扇ファン20の 周部と対向したモータケース3の周壁に複数 の排気口9が形成されている。一般的にこの うな構成の電動機30を自己通風型電動機と称 する。

 モータケース3の反負荷側の端壁3aには、複 のモータ通風孔14aが形成されている。制御 置ユニット32の着脱ケース12は、その第1端 12bがモータケース3の端壁3aと対向した状態 モータケース3に脱着可能に取り付けられて る。第1端壁12bには複数の通風孔14が形成さ 、それぞれモータケース3のモータ通風孔14a と対向している。取付け板13の中央部には通 孔18が形成され、複数の放熱フィン15は、通 風孔18の周囲に放射状に配設されている。 
 他の構成は、第1または第2の実施形態と同 の構成である。

 上記のように構成された電機車駆動装置5 6によれば、回転軸1と一体的に回転する内扇 ァン20の吸引作用により、外気(冷却風)が着 脱ケース12の内部に流入する。着脱ケース12 での冷却風の流れは第2の実施形態と同様で る。通風孔14、モータ通風孔14aを通過した 却風は、電動機30のモータケース3内部に流 し、エアギャップやロータダクト5を通過し 後、内扇ファン20により排気口9から外部に 気される。

これ以外は、防振作用を含め、第2の実施形 と同様の作用である。 
 上記のように構成された第3の実施形態に係 る電機車駆動装置においても、第2の実施の 態と同様の作用効果が得られる。

(第4の実施形態) 
 次に、この発明の第4の実施形態に係る電機 車駆動装置について説明する。 
 図10は、第4の実施形態に係る電機車駆動装 の縦断面図、図11は、図10に示した電機車駆 動装置の線A4-A4に沿った断面図、図12は図10に 示した電機車駆動装置の線B4-B4に沿った断面 である。図中、第1の実施形態と同一の要素 には同一の参照符号を付してその詳細な説明 を省略する。

 図10ないし図12に示すように、第4の実施形 では、取付け板13の電動機30と対向した面に 御装置16が設けられ、取付け板の反対側の に放熱フィン15と仕切り板19が設けられてい 。つまり、第4の実施形態によれば、着脱ケ ース12内部に設けられた制御装置16と放熱フ ン15、仕切り板19との配置が、第2の実施形態 におけるこれらの配置と、取付け板13を対称 反対となっている。また、放熱フィン15の 下端部には水平方向に延びた仕切り板19aが れぞれ設けられている。 
 他の構成は、第1および第2の実施形態と同 の構成である。

 上記のように構成された電機車駆動装置5 6によれば、外扇ファン8の回転による吸引作 で冷却風が矩形状の吸気口17aから着脱ケー 12内に流入し、放熱フィン15間を通過し、取 付け板13の通風孔18に向かう。仕切り板19およ び仕切り板19aにより、吸気された冷却風は全 て通風孔18に向かう流れとなる。

 通風孔18を通過した冷却風は第1端壁12bに 数個設けられた通風孔14に向かって分流し 更に、外扇ファン8により排気口9を通して外 部に排気される。上記以外の作用は、防振作 用を含め、第1の実施形態に係る電機車駆動 置と同様である。

 上記のように構成された第4の実施形態に 係る電機車駆動装置においても、第1の実施 形態と同様の効果が得られる。また、上記 成の電機車駆動装置によれば、着脱ケース12 内部に流入した冷却風は全て放熱フィン15間 通過し、取付け板の通風孔18に向かうため 放熱フィン15間を通過する冷却風の風量や流 速が増加する。したがって、制御装置16から 生する熱を効率よく奪うことができ、冷却 能を向上させることができる。

(第5の実施形態) 
 次に、この発明の第5の実施形態に係る電機 車駆動装置について説明する。 
 図13は、第5の実施形態に係る電機車駆動装 の縦断面図、図14は、図13に示した電機車駆 動装置の線A5-A5に沿った断面図である。図中 第1の実施形態と同一の要素には同一の参照 符号を付してその詳細な説明を省略する。

 図13および図14に示すように、第5の実施 態では、着脱ケース12は、モータケース3の 壁よりも径の小さい周壁12aと、周壁12aの一 を閉塞しているとともにモータケースの径 ほぼ等しい外径を有した円盤状の第1端壁12b 、周壁12aの他端を閉塞した第2端壁12cとを一 体に備えている。また、着脱ケース12内には 筒状、例えば、角筒状の支持枠38が配設さ 、第1端壁と第2端壁との間を周壁12aと同軸的 に延びている。

 着脱ケース12内には、2つの矩形状の取付 板13が配設されている。これらの取付け板13 はそれぞれ水平方向に延びているとともに、 支持枠38の上方および下方の2箇所に設けられ ている。各取付け板13の4つの角部と支持枠38 の間、および取付け板の4つの角部と周壁12a との間には、それぞれ垂直方向に延びた防振 部材、例えば、コイルばね11が設けられてい 。これにより、各取付け板13は、コイルば 11により弾性的に、つまり、振動を減衰可能 に支持されている。なお、周壁12aの内面には 、それぞれ軸方向に延びたベース21が固定さ 、コイルばね11は、このベース21に固定され ている。

 着脱ケース12内において、各取付け板13の 半径方向外側の表面上には制御装置16が設置 れ、取付け板の反対表面上には放熱フィン1 5が設けられている。着脱ケース12の第2端壁12 cには、複数の矩形状の吸気口17が形成され、 それぞれ放熱フィン15と対向している。着脱 ース12の第1端壁12bには複数の通風孔14が形 され、それぞれ放熱フィン15と対向して位置 している。他の構成は、前述した第1の実施 態と同一の構成である。

 上記のように構成された第5の実施形態に 係る電機車駆動装置56によれば、外扇ファン8 の回転による吸引作用で、冷却風が吸気口17 ら着脱ケース12内に流入し、放熱フィン15間 を通過した後、通風孔14から外扇ファン8に向 かい、更に、外扇ファン8により排気口9を通 て外部に排気される。上記以外の作用は、 振作用を含め、第1の実施形態に係る電機車 駆動装置と同様である。

 上記のように構成された第5の実施形態に 係る電機車駆動装置においても、第1の実施 形態と同様の効果が得られる。また、上記 成の電機車駆動装置によれば、複数の取付 板13が水平方向に設置され、各取付け板に1 の制御装置が設けられ、他の取付け板と別 に支持に支持されていることから、振動が 播した際に、一方の取付け板の振動が他方 取付け板には影響しない。

 また、着脱ケース12内において、冷却風 通風路が放熱フィン15間だけとなっているこ とから、放熱フィン15には風量が多く、流れ 速い冷却風が通過する。したがって、制御 置16で発生した熱を効率よく放熱でき、冷 性能を高めることができる。

 更に、着脱ケース12の半径方向寸法を短 することができ、着脱ケースとしての占有 ペースを減少させることが可能となる。こ により、電機車駆動装置全体の小型化を測 ことができる。

(第6の実施形態) 
 次に、この発明の第6の実施形態に係る車両 用駆動装置について説明する。 
 図15は、第6の実施形態に係る電機車駆動装 の縦断面図、図16は、図15に示した電機車駆 動装置の線A6-A6に沿った断面図、図17は図16に 示した電機車駆動装置の線B6-B6に沿った断面 である。図中、第1の実施形態と同一の要素 には同一の参照符号を付してその詳細な説明 を省略する。

 図15ないし図17に示すように、第6の実施 態では、電動機30の回転軸1が着脱ケース12の 内部にまで延出し、その端部に外扇ファン8 取り付けられている。すなわち、外扇ファ 8は着脱ケース12内に設けられている。

 着脱ケース12は、円筒状の周壁12a、周壁 一方の開口を閉塞した円盤状の第1端壁12b、 よび周壁の他方の開口を閉塞した円盤状の 2端壁12cとを一体に有している。着脱ケース 12は、第1端壁12bの周縁部をモータケース3の 付けリム36に複数の接続ボルト10でボルト止 することにより、モータケースに脱着可能 取り付けられている。着脱ケース12の周壁12 aは、取付けリム36とほぼ面一に並んで延びて いる。

 着脱ケース12内には円盤状の取付け板13が 配設されている。取付け板13は第1および第2 壁の間にこれらの端壁と対向して配置され いる。取付け板13は、この取付け板の外周縁 と着脱ケース12の内周面との間にそれぞれ配 された複数のコイルばね11により、着脱ケ ス12内に弾性的に支持されている。

 着脱ケース12の第1端壁12bの中央部には透 40が形成され、仕切り板13の中央部には通風 孔18が形成されている。回転軸1は、透孔40お び通風孔18を通って取付け板13と第2端壁12c の間まで延びている。透孔40、通風孔18およ 回転軸1は、お互いが干渉しない寸法構成と なっている。回転軸1の延出端に取付けられ 外扇ファン8は、取付け板13と第2端壁12cとの に位置している。

 取付け板13の第2端壁12cと対向する面には 複数の放熱フィン15が固定されている。こ らの放熱フィン15は、通風孔18に対して放射 向に延びているとともに、外扇ファン8の羽 根8aの径方向内側に配置されている。取付け 13の第1端壁12bと対向する面には、複数、例 ば、2つの制御装置16が取り付けられている

 着脱ケース12の周壁12aにおいて、外扇ファ 8の外周と対向する部分には、複数例えば、4 つの排気口9が形成され、円周方向に沿って いに離間して位置している。着脱ケース12の 周壁12aにおいて、制御装置16の径方向外側に 置した部分には、複数例えば、4つの吸気口 17が形成され、円周方向に沿って互いに離間 て位置している。吸気口17および排気口9は 脱ケース12の周壁に4箇ずつ形成されている 、特にこの限りではなく、設置数、形成位 、および形状は自由に設定可能である。 
 電機車駆動装置56の他の構成は、前述した 1の実施形態と同一の構成である。

 上記のように構成された第6の実施形態に 係る電機車駆動装置56によれば、外扇ファン8 の回転に伴う吸引作用により、冷却風が吸気 口17から着脱ケース12内に流入し、制御装置16 の周囲を通って取付け板13の通風孔18に向か 。通風孔18を通過した風は、放熱フィン15の を通って半径方向外側に流れ、外扇ファン8 により排気口9から外部に排気される。上記 外の作用は、防振作用を含め、第1の実施形 に係る電機車駆動装置と同様である。

 上記のように構成された第6の実施形態に 係る電機車駆動装置においても、第1の実施 形態と同様の効果が得られる。また、外扇 ァン8の吸引作用効果の高い箇所に放熱フィ 15が設けられているため、放熱フィン間を 過する流速が増し、制御装置16で発生する熱 を効率よく放熱でき、冷却性能を高めること ができる。

(第7の実施形態) 
 次に、この発明の第7の実施形態に係る車両 用駆動装置について説明する。 
 図18は、第7の実施形態に係る電機車駆動装 の縦断面図、図19は、図18に示した電機車駆 動装置の線A7-A7に沿った断面図、図20は図18に 示した電機車駆動装置の線B7-B7に沿った断面 である。図中、第1の実施形態と同一の要素 には同一の参照符号を付してその詳細な説明 を省略する。

 図18ないし図20に示すように、第7の実施 態では、冷却ファンが省略され、代わりに 着脱ケース12に吸気ダクト22が接続され、吸 ダクト22の先には図示しないブロアーが設 られている。

 電動機30のモータケース3の反負荷側端壁に 、複数のモータ通風孔14aが形成され、負荷 の端壁には、複数のモータ排気口23が形成 れている。一般に、このような構成の電動 を強制通風型電動機と称する。着脱ケース12 の電動機側の第1端壁12bには通風孔14が形成さ れ、モータ通風孔14aと対向している。 
 電機車駆動装置56の他の構成は、前述した 1の実施形態と同一の構成である。

 上記のように構成された第7の実施形態に 係る電機車駆動装置56によれば、図示しない ロアーから強制的に送り込まれた冷却風が 吸気ダクト22を通過して着脱ケース12内に流 入し、制御装置16の周囲を流れた後、取付け 13と着脱ケース12との隙間を通過する。その 後、冷却風は、放熱フィン15間を通過し、通 孔14、モータ通風孔14aを通り、電動機30のモ ータケース3内部に流入する。そして、冷却 は、エアギャップ、ロータダクト5を通過し モータ排気口23から外部に排気される。

 上記以外の作用は、防振作用を含め、第1 の実施形態に係る電機車駆動装置と同様であ る。上記のように構成された第7の実施形態 係る電機車駆動装置においても、第1の実施 形態と同様の効果が得られる。

 この発明は上述した実施形態に限定され ものではなく、実施段階ではその要旨を逸 しない範囲で構成要素を変形して具体化で る。また、上記実施形態に開示されている 数の構成要素の適宜な組み合わせにより、 々の発明を形成できる。実施の形態に示さ る全構成要素から幾つかの構成要素を削除 てもよいし、異なる実施形態にわたる構成 素を適宜組み合わせてもよい。

 この発明は、前述した車両用駆動装置の 動機に限らず、自動車用モータ、家電用モ タ、産業用モータ、発電機などの回転電動 にも適用可能である。防振部材は、一種類 限らず、防振特性の異なる複数種類の防振 材を組み合わせて用いてもよい。

 発明の様態によれば、主電動機と制御装 を一体にした場合でも、制御装置に加わる 動を抑制し、かつ、制御装置の温度を許容 以下に維持することが可能な車両用の駆動 置を提供することができる。




 
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